[发明专利]耐高温的锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子二次电池领域，具体涉及一种耐高温的锂离子电池，包括正极材料LiNi_XCo_yMn_ZO₂、负极材料以及耐高温电解液；所述的耐高温电解液包括非水有机溶剂、锂盐、以及添加剂；所述的锂盐中至少包括一种不与H₂O反应产生HF的锂盐。本发明公开了一种适合在60℃‑80℃高温环境下使用的锂离子电池；该电池可以在高温环境下稳定使用，高温存储鼓胀小，高温下电池循环电池寿命长，容量保持率高。

技术领域

本发明属于锂离子二次电池领域，具体涉及一种耐高温的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命、宽工作温度范围及绿色环保等特点，已经成为移动电子设备的主要能提供者，在各个使用环境中得到了普遍使用。

但是在高温环境，例如室外暴晒的移动电子设备，通信电源，储能基站，某些空间有限，散热性能差或者无散热装置的移动电源系统，车载系统电源等电源内部环境温度达到60℃以上，甚至更高。由于普通锂离子电池在60℃以上高温环境中下容易产气，电池容量衰减快等原因，从而导致普通锂离子电池无法使用或者频繁更换电源。分析电源性能失效的其主要原因为：1、高温下正极对电解液的氧化生成CO₂和H₂O，H₂O与锂盐反应产生HF，HF破坏正极CEI和负极的SEI，产生CO₂气体，SEI膜被破坏后，电解液溶剂与石墨发生还原反应产生烷烃类气体，随着不良反应的累加导致电池鼓胀，容量衰减迅速。2、正极材料在高温下HF的腐蚀下，金属离子溶出，结构发生变化，新的结构相生成，导致正极材料容量衰减，金属离子在负极表面沉积，堵塞SEI膜，同时在金属离子的催化下SEI膜分解加速，电池性能迅速恶化。

发明内容

本发明基于以上锂离子电池的痛点，发明一种适合是60-80℃下，可以稳定工作的耐高温的锂离子电池。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种耐高温的锂离子电池，包括正极材料LiNi_XCo_yMn_ZO₂、负极材料以及耐高温电解液；所述的耐高温电解液包括非水有机溶剂、锂盐、以及添加剂；所述的锂盐至少包括一种不与H₂O反应产生HF的锂盐。

所述的正极材料LiNi_XCo_yMn_ZO₂中0.05x0.9,0.05y0.9,0.05z0.9,x+y+z＝1。

优选的，x＝0.5,y＝0.2,z＝0.3。

所述的正极材料为由单晶粒子，且D50≥3um。

所述的正极材料为n个单晶粒子组成的二次粒子，其中1n20；且D50≥3um。

锂盐中不与H₂O反应产生HF的锂盐的添加量为耐高温电解液总质量的0.5％-16％。优选的，为1％-5％。

所述的锂盐由双氟磺酰亚胺锂LiFSI、双三氟甲基磺酰亚胺锂LiTFSI、二氟草酸硼酸锂LiDFOB、双草酸硼酸锂LiBOB、六氟磷酸锂LiPF6，高氯酸锂LiClO₄，四氟硼酸锂LiBF₄，六氟砷酸锂LiAsF₆,氟烷基磷酸锂Li[PF₃(C₂F₅)]至少一种锂盐组成；且必须包含一种不与H₂O反应产生HF的锂盐。